JP2021505831A - シェブロンローラを有する軸受 - Google Patents
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Abstract
Description
−ロッドの右手ねじ、ローラの左手ねじ、及び外側リングの左手ねじは、相互に等しい、又は実質的に相互に等しいねじれ角(helix angle)を有し得て、またロッドの左手ねじ、ローラの右手ねじ、及び外側リングの右手ねじは、相互に等しい、又は実質的に相互に等しいねじれ角を有し得るから、ゼロピッチの差動スクリュー(differential screw)を形成する。
−ロッドの右手ねじ、ローラの左手ねじ、及び外側リングの左手ねじは、第一の条数(multiplicity number)を有し得て、またロッドの左手ねじ、ローラの右手ねじ、及び外側リングの右手ねじは、第一の条数とは異なる第二の条数を有し得るから、転がり軸受機構は機構の軸方向負荷の2つの方向で異なる負荷容量を有し得る。
−ロッドはロッドの軸に沿った第一の軸方向長さにわたって右手ねじを有し得て、ローラはローラに沿った第一の軸方向長さにわたって左手ねじを有し得て、外側リングは外側リングに沿った第一の軸方向長さにわたって左手ねじを有し得て、及びロッドはロッドの軸に沿った第二の軸方向長さにわたって左手ねじを有し得て、ローラはローラに沿った第二の軸方向長さにわたって右手ねじを有し得て、外側リングは外側リングに沿った第二の軸方向長さにわたって右手ねじを有し得て、第二の軸方向長さは第一の軸方向長さと異なることも可能であって、転がり軸受機構は機構の軸方向負荷の2つの方向で異なる負荷容量を有し得る。
−各ローラは一体的に作成され得て、及びロッドは一体的に作成され得る。
−外側リングは2つの部品から成り得て、そのうちの1つが左手ねじを有し、もう1つが右手ねじを有してもよい。
−ローラは中空でもよい。
−機械的駆動装置はさらに、ドライブスクリューが取り付けられる別のロッドを含み得て、本願発明の転がり軸受機構は該別のロッドに取り付けられ得て、該別のロッドは、該共有のシャフト又はシャンクを構成し、ドライブスクリューの重要な部分である。
−ドライブスクリューは、本願発明の転がり軸受機構のロッドに直接取り付けられてもよく、該ロッドは、該共有のシャフト又はシャンクを構成し、ドライブスクリューの重要な部分である。
本願発明及び本実施形態のいずれも、この特定の設定に限定されるものではないことは明らかである。
ロッド110は、中空ではなくてもよく、中空であってもよいが、中空であるとき、それは「内側リング」とも呼ばれ得る。ロッド110は、例えば図8に示される装置のように、外側リング130から軸方向にいずれの方向にも延び得る。
転がり軸受機構の、互いに噛合うねじ山と等しい、又は実質的に等しいねじれ角を備えたこの構成の直接の結果として、ロッドが外側リングに対して回転させられるとき、ローラは、ロッド及び外側リングに対して軸方向に静止し、したがって、この転がり軸受機構は差動ローラスクリュー型であり、ピッチはゼロという結果となる。
したがって、実際には2つのねじ山のねじれ角を完全に等しくすることはできず、ゼロピッチの差動ローラスクリューなどの類似した装置においてもローラが1つの方向にスリップしていく傾向につながり、その傾向を歯のセットなどの保持機構によって修正する必要がある。
しかし、本願発明の転がり軸受機構においては、ロッド、ローラ、及び外側リングが逆向きのねじ山を有し、例えば、機構の第一のセグメントS1のねじ山の精度不足によるスリップが所与の向きに起こる傾向がある場合でも、そのスリップは、自動的且つ即時に、逆向きのスリップによる補償的な動作、及び/又は第二のセグメントS2のねじ山に起因する当接又はスラスト動作によって抑止され、またその逆も真である。
一見、この補償機構によればローラに軸方向の張力が働いてしまい、いずれ変形及び/又は破損の結果となり得る、と考えてしまうかもしれない。
実際は、システムは一方向の負荷の下で使用され、ローラは実質的に常時圧縮状態であり、スリップが誘発する残留張力は、それを変えるものではないから、上述のような軸方向の張力現象は回避される。
この構成は、例えば転がり軸受機構に適用される力の結果のスリップの差を補償するためであると考えられ得る。
ローラとロッドとの間、及びローラと外側リングとの間の接触点の数、又は接触の総面積は、ねじの条数に比例して増加し、平行して転がり軸受機構の容量も増加する。
したがって、図4A、4B、及び4Cは、それぞれのセグメントS2の条数がセグメントS1の条数の2倍であるねじを備えたローラ、ロッド、及び外側リングを示す。
セグメントS1又はS2のいずれにおいても、適切に噛合うためには、ローラのねじ山は、螺旋ピッチ、歯の頂部のプロフィール(crest profile)及び高さ、及びロッドのねじ山と噛合うローラのねじ山を示すローラ機構の軸の断面図5A及び斜視図5Bに示されるようなセグメントS1とS2で条数が異なるねじ山の条数を考慮したうえで、ロッドのねじ山及び外側リングのねじ山と対応している必要がある。
外側リングの2つの部品130’及び130’’は、互いに相対的な回転方向の動きができないようにキー132によって拘束され、一体的に作成された、又は複数の部品から作成された、軸方向に予備負荷をかける役割をし得るシム134によって分離されてもよい。
この方法によれば、ロッドの、及びローラの第一のねじ山が、ロッドの、及びローラのそれぞれの第二のねじ山から軸方向に離され、実質的に円筒形の部分が第一ねじ山からそれぞれの第二のねじ山まで延び、転がり軸受の第一の軸セグメントS1が転がり軸受の第二の軸セグメントS2から軸方向に離される。
ローラのジャーナルを受けるための環状ガイドのリセス152a及び152bは、この例において、スルーホールとして示されるが、例えば、潤滑剤を軸受内に保つために、転がり軸受のシーリングを向上するためにスルーホールではないリセスであってもよい。
スクリュー710はローラスクリューでもよく、ロッド720は、全体に又は部分的にねじ山が設けられているロッドでもよく、ドライブスクリューの重要な部品である。
装置700と同様に、装置800は、共有する軸に沿って一直線上に取り付けられたドライブスクリュー710及び本願発明の転がり軸受100を含むが、転がり軸受のロッド110は長軸方向に転がり軸受から外へ延び、共有のシャフト又はシャンクとして機能し、スクリュー710は、ドライブスクリュー710の重要な部品であり得る該ロッド110に直接取り付けられる。
Claims (10)
- 転がり軸受機構であって、
ロッド(110)と、
前記ロッド(110)を同軸で囲む外側リング(130)と、
前記ロッド及び前記外側リングの長軸と平行な長軸を有するローラ(120)と、
を含み、
各ローラ(120)は前記ロッド(110)と前記外側リング(130)との間に挟まれて、前記ローラのねじ山は前記ロッドのねじ山と、及び前記外側リングのねじ山と噛合い、
前記転がり軸受機構は、前記ロッド、前記外側リング、及び前記ローラのそれぞれがそれぞれの右手ねじ及びそれぞれの左手ねじを有し、前記ロッドの前記右手ねじは機構の第一の軸セグメント(S1)に位置し、前記左手ねじは機構の第二の軸セグメント(S2)に位置し、
前記第二の軸セグメントは前記第一の軸セグメントから軸方向に離れており、
前記第一の軸セグメント内において前記ローラの前記左手ねじ山(122a)が前記ロッドの前記右手ねじ(112a)と、及び前記外側リングの前記左手ねじ(132a)と噛合い、
前記第二の軸セグメント内において前記ローラ(120)の前記右手ねじ山(122b)が前記ロッド(110)の前記左手ねじ(112b)と、及び前記外側リング(130)の前記右手ねじ(132b)と噛合う、ことを特徴とする、転がり軸受機構。 - 前記ロッドの前記右手ねじ(112a)、前記ローラの前記左手ねじ(122a)、及び前記外側リングの前記左手ねじ(132a)は、相互に等しい、又は実質的に相互に等しいねじれ角を有し、
また
前記ロッドの前記左手ねじ(110b)、前記ローラの前記右手ねじ(122b)、及び前記外側リングの前記右手ねじ(132b)は、相互に等しい、又は実質的に相互に等しいねじれ角を有し、
ゼロピッチの差動スクリューを形成することを特徴とする、請求項1に記載の転がり軸受機構。 - 前記ロッドの前記右手ねじ(112a)、前記ローラの前記左手ねじ(122a)、及び前記外側リングの前記左手ねじ(132a)は、第一の条数を有し、
また
前記ロッドの前記左手ねじ(112b)、前記ローラの前記右手ねじ、及び前記外側リングの前記右手ねじ(132b)は、第一の条数とは異なる第二の条数を有し、
前記転がり軸受機構は機構の軸方向負荷の2つの方向で異なる負荷容量を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の転がり軸受機構。 - 前記ロッド(110)は前記ロッドの軸に沿った第一の軸方向長さ(L1)にわたって前記右手ねじ(112a)を有し、前記ローラ(120)は前記ローラに沿った前記第一の軸方向長さにわたって前記左手ねじ(122a)を有し、前記外側リングは前記外側リング(130)に沿った前記第一の軸方向長さにわたって左手ねじを有し、また
前記ロッド(100)は前記ロッドの軸に沿った第二の軸方向長さ(L2)にわたって前記左手ねじ(112b)を有し、前記ローラ(120)は前記ローラに沿った前記第二の軸方向長さにわたって前記右手ねじ(112b)を有し、前記外側リング(130)は前記外側リングに沿った前記第二の軸方向長さにわたって前記右手ねじ(132b)を有し、
前記第二の軸方向長さは前記第一の軸方向長さと異なり、
前記転がり軸受機構は機構の軸方向負荷の2つの方向で異なる負荷容量を有することを特徴とする、請求項1−3のいずれか1つに記載の転がり軸受機構。 - 前記ローラはそれぞれ一体的に作成され、及び前記ロッドは一体的に作成されることを特徴とする、請求項1−4のいずれか1つに記載の転がり軸受機構。
- 前記外側リング(130)は2つの部品(130’、130’’)から成り、そのうちの1つ部品が前記左手ねじ(132a)を有し、もう1つの部品が前記右手ねじ(132b)を有することを特徴とする、請求項1−5のいずれか1つに記載の転がり軸受機構。
- 前記ローラが中空であることを特徴とする、請求項1−6のいずれか1つに記載の転がり軸受機構。
- ドライブスクリューによって駆動される直線運動を生成する機械的駆動装置(700;800)であって、
請求項1−7のいずれか1つに記載の転がり軸受機構(100)と、
ドライブスクリュー(710)を含み、
それらは両方が、前記転がり軸受機構及び前記ドライブスクリューに共有されるシャフト又はシャンク(720;110)に取り付けられ、
前記転がり軸受機構は前記共有のシャフト又はシャンクをガイドするための軸受を形成するように構成される、機械的駆動装置。 - 機械的駆動装置はさらに、前記ドライブスクリューが取り付けられる別のロッド(720)を含み、
請求項1−7のいずれか1つに記載の転がり軸受機構(100)は前記別のロッド(720)に取り付けられ、
前記別のロッドは、前記共有のシャフト又はシャンクを構成し、前記ドライブスクリューの重要な部分である、
ドライブスクリュー(710)によって駆動される直線運動を生成する、請求項8に記載の機械的駆動装置。 - 前記ドライブスクリュー(710)は、前記転がり軸受機構(100)の前記ロッド(110)に直接取り付けられ、
前記ロッドは、前記共有のシャフト又はシャンクを構成し、前記ドライブスクリューの重要な部分である、
ドライブスクリュー(710)によって駆動される直線運動を生成する、請求項8に記載の機械的駆動装置。
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